Matlab实现HDB3码的编解码过程

通信工程专业通信系统课程设计研究报告Matlab实现HDB3码的编解码过程学生姓名：学生编号：讲师：学院：专业课：2018年7月信息技术学院课程表和作业电气与信息技术学院通信工程专业17年级，学生姓名一、课程设计主题：Matlab实现HDB3码的编解码过程二。课程设计的工作日为2018年6月25日至2018年7月5日三、课程设计的场地：信息大厅四.项目设计任务的要求：1.主题源：指定一名教师指定一个话题2.目的和意义：数字基带信号的传输是数字通信系统的重要组成部分。在数字通信中，基带信号可以直接传输，无需载波调制和解调。当使用AMI码时，信号交替反转，这可能导致四个零，这不利于在接收端提取定时信号。然而，HDB3码由于其无DC分量、低频分量少和不超过三个连续零的特性，非常有利于定时信号的恢复，已成为CCITT协会推荐的基带传输码之一。3.基本要求：A.掌握HDB3编码和解码原理。B.HDB3编解码器仿真模型设计。有系统框图、电路原理图、软件流程图和仿真结果图。课程设计复习表讲师的意见：结果：签名：日期：Matlab实现HDB3码的编解码过程内容提要：根据传输中相应信号的不同，数字信号的传输方式可分为数字基带传输系统和数字频段传输系统。在数字通信中，为信道中的传输选择合适的代码类型是非常重要的。常用的传输代码类型是AMI代码。然而，当原始信道码具有长串“0”时，信号的电平长时间不变，这使得难以提取定时信号。解决“0”代码问题的有效方法之一是使用HDB3代码。HDB3码(三阶高密度码)是一种常见的信道传输码类型。HDB3码具有很强的检错能力。当数据序列用HDB3码传输时，如果传输过程中只有一个误码，其极性交替规则将被破坏。因此，根据HDB3码独特的规则特征，可以在接收端检测并纠正错误，并且HDB3码便于提取比特定时信息。第一部分介绍了原理(一)HDB3编码和解码原理HDB3代码：三阶高密度交替标记反转。HDB3码与二进制序列的关系；(1)二进制信号序列中的“0”码在HDB3码中仍被编码为“0”码，二进制信号中的“1”码在HDB3码中应交替编码为1和-1码，但当序列中有四个连续的“0”码时，应按特殊规则进行编码(引入符号交替反转码的“破坏点”V码)；(2)二进制序列中四个连续的“0”码是按照以下规则编码的：当信号码中出现四个连续的“0”码时，这四个连续的“0”码应由000伏或B00V的替换节点代替(B和V也是“1”码，可以是正的或负的)。这两个替换节点的选择原则是，当任意两个相邻的V脉冲之间的符号数为奇数时，选择000伏替换节点，当符号数为偶数时，选择B00V替换节点。(2)在实际的传输系统中，并非所有的编码电波形都能在信道中传输。具有DC分量和丰富内容的单极基带波形不适合在低频传输特性差的信道中传输，因为它可能导致信号的严重失真。传输码(或线路码)的结构将取决于实际的信道特性和系统操作条件。通常，传输代码的结构应该具有以下特征：1.相应的基带信号没有DC分离，低频分量少33，360个2.易于从信号中提取时序信息：3.信号中的高频分割应最小化，以节省传输频带并减少符号间串扰。4.它不受信号源统计特性的影响，也就是说它可以适应c有许多类型的传输代码满足上述特性。这里使用的是HDB3。为了理解HDB3码的编码规则，首先必须了解AMI码的构成规则。AMI码是将单极脉冲序列中相邻的“1”码(即正脉冲)变为极性交替的正脉冲和负脉冲。保持“0”代码不变，并将“1”代码更改为1 -1个交替脉冲。例如：AMI代码：-100，000，000，000-1，000，000-1，000，000HBD3码(3阶高密度双极)的全称是三阶高密度交替标记反转，它是AMI码的改进。改进的目的是克服其缺点，以保持AMI代码的优点，并使连续的“0”的数量不超过3。其编码规则如下：A.检查消息代码中的数字“0”。当连接的“0”的数量小于或等于3时，HBD3代码与AMI代码相同(“1”交替转换为“1”和“-1”，而“0”保持不变)。B.当连接的“0”的数量超过3时，每4个连接的“0”被转换成一个分段，定义为“B00V”并被称为断开节点，其中v被称为断开脉冲，b被称为调节脉冲；C v具有与先前相邻的非“0”脉冲相同的极性(这打破了极性交替的规则，因此v被称为断开脉冲)，并且要求相邻v代码之间的极性必须交替。V的值为“1”或“-1”；d b的值可以是0、1或-1，因此v可以满足这两个要求；电码后传输号的极性也应该交替。例如：消息代码：1，000，000，000，000，000，000，1AMI代码：-1，000，000，000-1，000，000-1HDB3代码：-1 000-V 1 000 V -1 1-B00-V B00 V -1 1B脉冲和V脉冲的波形与1脉冲的波形相同。使用V或B的目的是表明非0代码是从原始代码的0转换而来的。当相邻两个V码之间有奇数个“1”码时，可以保证V码满足要求，B取“0”；当两个相邻的V码之间有偶数个“1”码时，不能保证V码的极性交替。b取“1”或“-1”。B码的符号与前面相邻的“1”相反，而后面的V码的极性与B码的极性相同。第二部分是MATLAB编程仿真文件调用功能函数yn，解码=HDB3(xn)yn=xnnum=0；对于k=1:length(xn)如果xn(k)=1数量=数量1；如果num/2=fix(num/2)yn(k)=1；其他yn(k)=-1；目标目标目标num=0；yh=yn。符号=0；v=零(1，长度(yn)；b=零(1，长度(yn)；对于k=1:length(yn)如果yn(k)=0数量=数量1；如果num=4num=0；yh(k)=1 * yh(k-4)；v(k)=yh(k)；如果yh(k)=符号yh(k)=-1 * yh(k)；yh(k-3)=yh(k)。B(k-3)=yh(k)。v(k)=yh(k)；yh(k 1: length(yn)=-1 * yh(k 1: length(yn)；目标符号=yh(k)。目标其他num=0；目标目标re=xn，yn，yh，V，B；输入=yh。解码=输入；符号=0；对于k=1:length(yh)if输入(k) =0if符号=yh(k)解码(k-3:k)=0 0 0；目标符号=输入(k)；目标目标解码=abs(解码)；误差=总和(xn-解码)；子情节(3，1，1)；楼梯(0:length(xn)-1)，xn)；轴(0长度(xn)-2 2)；子情节(3，1，2)；楼梯(0:length(xn)-1)，云南省)；轴(0长度(xn)-2 2)；子情节(3，1，3)；楼梯(0:length(xn)-1)，解码)；轴(0长度(xn)-2 2)；m文件运行程序xn=1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1；yn=HDB3(xn)；(运行效果图)第三部分是设计过程和经验通过为期两周的通信原理课程设计实践，我复习了MATLAB编程语言的基本概念、语法、语义和数据类型，加深了我对课堂上所学理论知识的理解，掌握了使用结构化编程的基本思想和方法，更重要的是，培养了我的自学能力。因为这是我们第二次接触到MATLAB编程语言，在编程和调试过程中遇到了很多困难。然而，我去图书馆找资料，咨询我的同学和老师，然后自己稍微改进了一下程序。最后，我们编写了一个相对完善的程序，实现了所有需要的功能。这是我最满意的一点。以下是我的一些个人感受：(1)编写程序需要清晰的头脑、清晰的思维和耐心。当我第一次得到程序设计的题目时，我感到完全不知所措，因为在以前的信号处理学习中，我只接触过一些例子中的MATLAB语言，我甚至没有读过一些基础书籍，甚至没有上过课，所以当我第一次遇到实际问题时，我感到无法开始。这是因为我不了解MATLAB的模块设计，同时也不了解MATLAB的基本语句。然而，我首先学会了设计指南目录，然后根据用户输入执行swtich语句，并在每种情况下调用一个函数来实现所需的功能。这样，我突然明白了，在掌握了基本的设计思想之后，接下来的编程就顺畅多了。在这一点上，我真的意识到了清晰思维对于成功编写程序的重要性。当然，成功编写一个程序并不容易。以前，我一直认为程序的正常运行意味着程序的成功。后来，我意识到我错了。我花了三天时间编写和修改程序，但我马上发现，虽然程序可以正常运行，但它的一些功能并不完善，甚至无法实现。经过一次又一次的调试、修改和修改，一点一点地发现问题并纠正它们，我真的发现编程远没有想象的那么简单。它不仅需要清晰的编程思想和技能，还需要耐心和毅力。不要放弃。(2)我们在大学需要学习的不仅仅是基础知识和专业知识，而是一种学习能力。正如老师所说，学习是一生的，所以学习能力也能让我们受益终生。由于课堂时间有限，MATLAB课程只能由我们自己讲授。但是，我们必须使用向导绘图功能，所以我们只能自己学习。实践也证明，我们有自学的潜力。通过自学课本、不可理解的知识、找资料、咨询老师，最终掌握知识，因此，本次课程设计培养了我们的自学能力。(三)学会请教他人和与他人合作。在编程的过程中，我遇到了很多问题。我通过查阅数据找不到原因。每次我向老师征求意见，老师总是不厌其烦地解释一点。有时，老师花一个多小时来帮助我在数百行程序中发现问题，这让我非常感动。大学教师是每个大学生的好资源。他的博学和对教学的重视会给他带来很大的好处。在编程过程中，我和我的小组成员讨论，互相寻找错误，并建议我在这个过程中获得了很多，培养了自己的合作精神。(4)学会总结和改进。在编程的过程中，我发现我的程序还有很多需要改进的地方。程序的界面可以变得更加用户友好，这样用户可以更方便地使用它，并且绘图功能也可以得到改进。例如，当使用图形子图进行显示时，我会尽最大努力选择一些图形，并将它们显示在一个图形中。这不仅满足了老